ISIL İŞLEM NEDİR?

Metal metal bir parçanın özelliklerinde belirgin bir değişiklik sağlamak amacıyla metal veya alaşımların katı halde ısıtılıp soğutulması işlemlerine “ısıl işlem” denir.

Isıl işlem, malzemenin belli bir sıcaklığa ısıtılıp, o sıcaklıkta belli bir süre bekletildikten sonra belli bir hızla soğutularak, malzemeyi oluşturan fazların miktarını, türünü, tanelerin büyüklüğünü ve mikroyapıdaki dağılımını değiştirmek suretiyle malzemeye istenen fiziksel ve mekanik özelliklerin verilmesi amacıyla gerçekleştirilen işlemdir.

Isıl işlemin Türk Standartların daki (TS 1112) tanımı ise; katı haldeki metal veya alaşımlara belirli özellikler kazandırmak amacıyla bir veya daha çok sayıda, yerine göre birbiri peşine zamanlanarak uygulanan ısıtma ve soğutma işlemleri olarak verilmektedir.

Çeliklere uygulanan bütün temel ısıl işlemler, iç yapının dönüşümü ile ilgilidir. Dönüşüm ürünlerinin türü, bileşimi ve metalografik yapısı çeliğin fiziksel ve mekanik özelliklerini büyük ölçüde etkiler. Başka bir deyişle; bir çeliğin fiziksel ve mekanik özellikleri içerdiği dönüşüm ürünlerinin cinsine, miktarına ve metalografik yapısına bağlıdır
Isıl işlem istenen değişikliklerin yanı sıra istenmeyen değişiklikler de yaratabilir.Özel olarak yapılabileceği gibi başka bir işlemin sonucu olarakta ortaya çıkabilir.

ÇELİĞE NEDEN ISIL İŞLEM YAPILIR?
1. Aşınma dayanımını arttırmak için.
2. Mekanik özelliklerini iyileştirmek için(tokluk,çekme ve akma dayanımı).
3. Sünekliğini geliştirmek ve yumuşatmak için.
4. Kaba tane yapısını inceltmek için

ISIL İŞLEM NE ZAMAN YAPILIR?
1. Çeliğe yapılan ilk işlem olabilir. Örneğin,işlenebilirliği geliştirmek için.
2. Bir parçanın imalat sırasında ısıl işlem görmesi gerekebilir. Örneğin soğuk şekillendirme sırasında parçanın tekrar şekil verilebilmesi için yumuşatılması gerekebilir.
3. Aşınma dayanımı elde etmek için en son işlem olarak yapılabilir. Örneğin saban demiri(pulluk kulağı).

ÇELİK ISIL İŞLEMİ NASIL YAPILIR?
1. Değişik mikro yapılar elde etmek amacı ile allotropik dönüşümlerden yararlanılarak.
2. Bu mikro yapıların oluşumu öncelikle soğuma hızına, ya da daha teknik bir ifade ile, zaman-sıcaklık ilişkisine bağlıdır.
3. Soğuk işlem görmüş düşük karbonlu bir çeliğin yapısını yeniden kristalleştirme işlemi, allotropik dönüşüme bağımlı değildir.

MALZEME – TASARIM – ISIL İŞLEM İLİŞKİLERİ
Isıl işlem pratiğinde sık sık karşılaşılabilen yetersiz sertlik, yetersiz mukavemet değerleri veya çatlak vb. sorunlar, üretim birimleri arsında çözümü zor tartışmalara neden olur ve hata, genellikle ısıl işlem bölümüne yüklenir. Aslında, amaçlar doğrultusunda, hatasız parçalar üretmek için dikkat edilmesi gereken bir çok nokta vardır. Örneğin, malzeme seçimi, tasarımı, taşlama ilk akla gelen önemli faktörlerdir.

MALZEME SEÇİMİ
Her uygulama için en uygun olan çeliğin seçilmesine dikkat edilmelidir. Burada çeliğin analizi kadar, hatta daha da önemli olan malzemenin yapısal özellikleridir. Çeliğin yapısında bulunabilecek kalıntı, gözenek, çapak, kılcal çatlak gibi oluşumlar, ısıl işlem sırasında mutlaka sorun kaynağı olacaklardır. Gene örneğin dengesiz bir karbür dağılımı veya karbonsuzlaşmaya uğramış bir yüzey istenen sonuca ulaşılmasını engeller.
Çelik üretimi sırasında ingot dökümünden dövmeye veya haddelemeye kadar yapılabilecek çeşitli hatalar, ısıl işlem sırasında malzemenin tamamen çıkmasına bile sebep olabilirler.
Bunun için, amacımıza uygun bir çeliği seçerken, analizden, yapıya kadar bir çok konuda dikkatli olmak gereklidir. Hataları peşinen önlemek daima daha ucuza geleceğinden, bu aşamalarda dikkat elden bırakılmamalıdır.

TASARIM
Burada sözkonusu olan, üretilecek parçanın daha tasarım aşamasındayken, ısıl işlem açısından gözden geçirilmelidir. Örneğin büyük kesit değişiklikleri yani kalın kesitlerden ince kesitlere ani geçerler, veya keskin köşelerden mümkün olduğunca kaçınılmalıdır. Isıl işlem sırasında oluşacak iç gerilimler sonucu; ya ısıl işlem sırasında ya da kullanım sırasında parçalarda bu yüzden kırılmalar meydana gelebilir

TAŞLAMA
Taşlama su verme sonrası ve meneviş öncesi yapılıyorsa, yüzeyde çatlaklar her zaman oluşabilirler. Taşlama sırasındaki aşırı ısınma sonucu doğacak gerilimler, yüzeylerde çatlamaya sebep olacağından, bu işlem mümkün olduğu kadar su verme sonrası yapılmamalı, taş seçimine dikkat edilmeli, hızlı ve aşırı yükle taşlamadan kaçınılmalı ve yeterli soğutma sağlanmalıdır. Aşırı ısınma ve soğuma, yüzeyde bir tabaka kalıntı östenit, onun hemen altında ise aşırı menevişlenmiş bir tabaka yaratır. Bu gibi zayıflık yaratıcı özelliklerden mümkün olduğunca uzak durulmalıdır.

KULLANIM
Kullanım sırasında da aşırı yükleme, gerilim artışı, dikkatsiz çalışma, yüksek çalışma sıcaklığı, hızlı ısınıp soğuma gibi durumlar, ısıl işlemi doğru da yapılmış olsa, parçalar ömrünü kısaltan faktörlerdir.
Düşük alaşımlı çelikler, ısı şoklarından pek etkilenmezler. Ama her yerde düşük alaşımlı çelik kullanılamayacağından, özellikle alaşım miktarı yükseldikçe fiyatı da yükselen çeliklerde fazla malzeme kaybının önüne geçmek için bütün bu faktörler, rasyonel bir değerlendirmeden geçirilmemelidir